Isi
Jika Anda seorang siswa genetika, Anda mungkin telah belajar bahwa gen sering kali datang dalam beberapa versi berbeda (biasanya dua) yang disebut "alel," dan bahwa salah satu alel ini umumnya "dominan" di atas yang lain, yang terakhir disebut " salinan "resesif". Anda tahu bahwa setiap orang membawa sekitar dua alel untuk setiap gen dan mendapat satu alel dari masing-masing orangtua.
Secara keseluruhan, fakta-fakta ini menyiratkan bahwa jika Anda memiliki orang tua dengan genotipe yang diketahui untuk gen tersebut - yaitu, Anda tahu alel apa yang dapat mereka kontribusikan - Anda dapat menggunakan matematika dasar untuk memprediksi kemungkinan anak dari orang tua ini memiliki genotipe yang diberikan, dan dengan ekstensi, kemungkinan bahwa setiap anak akan menampilkan fenotipe yang diberikan, yang merupakan ekspresi fisik dari sifat-sifat yang dikodekan secara genetis.
Pada kenyataannya, mikrobiologi reproduksi mengurangi angka-angka ini karena sebuah fenomena yang disebut "rekombinasi."
Warisan Mendel Sederhana
Asumsikan bahwa pada spesies alien lucu, rambut ungu lebih dominan daripada rambut kuning, dan alel-alel ini diwakili oleh huruf P dan p. Demikian pula, asumsikan bahwa kepala bulat (R) lebih dominan daripada kepala datar (r). Berdasarkan informasi ini, jika Anda tahu bahwa setiap orang tua heterozigot untuk kedua sifat ini - yaitu, ibu dan ayah memiliki satu alel dominan dan satu alel resesif di kedua lokasi gen warna rambut (lokus) dan kepala. bentuk lokus gen - maka Anda tahu bahwa setiap orangtua memiliki genotipe PpRr, dan bahwa genotipe yang mungkin dari keturunannya adalah PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRR, dan pprr.
Kotak Punnett (tidak diperlihatkan; lihat Sumberdaya untuk contoh salib dihydrid semacam ini) mengungkapkan bahwa rasio genotipe ini adalah 1: 2: 1: 2: 4: 2: 4: 2: 1: 2: 1, yang pada gilirannya menghasilkan rasio fenotipik 9: 3: 3: 1. Artinya, untuk setiap 16 total anak yang diproduksi oleh orang tua ini, Anda akan mengharapkan 9 bayi berambut ungu, kepala bundar; 3 bayi berambut ungu dan berkepala datar; 3 bayi berambut kuning, kepala bundar; dan 1 bayi berambut kuning, kepala datar. Rasio ini pada gilirannya bekerja untuk 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 dan 1/16 = 0,062. Ini juga dapat dinyatakan sebagai persentase dengan mengalikan dengan 100.
Namun, alam memperkenalkan kerutan kritis ke dalam angka-angka ini: Perhitungan semacam itu mengasumsikan bahwa alel-alel ini diwarisi secara independen, tetapi fenomena "keterkaitan gen" mengesampingkan asumsi ini.
Gene Linkage: Definisi
Gen yang berdekatan bahwa kode untuk sifat yang berbeda dapat diteruskan sebagai satu unit berkat proses yang disebut "rekombinasi," yang terjadi selama reproduksi seksual sebagai bagian dari pertukaran materi genetik yang disebut "menyeberang." Kemungkinan hal ini terjadi pada sepasang gen terkait dengan seberapa dekat secara fisik gen-gen tersebut pada kromosom.
Pertimbangkan badai hujan kecil yang terjadi di kota Anda ketika semua orang kebetulan berada di luar melakukan hal-hal yang berbeda. Jika Anda terjebak dalam hujan, bagaimana kemungkinan seorang teman yang dipilih secara acak juga akan berada di antara mereka yang basah kuyup? Jelas, ini tergantung pada seberapa dekat Anda dengan teman yang dipilih. Hubungan gen bekerja sesuai dengan prinsip dasar yang sama.
Frekuensi rekombinasi
Untuk menentukan seberapa dekat satu gen dengan dua alel menggunakan data reproduksi saja - yaitu, untuk memecahkan masalah pemetaan gen - para ilmuwan melihat perbedaan antara rasio fenotipik yang diprediksi dalam populasi keturunan dan rasio aktual. Ini dilakukan dengan memotong induk "dihybrid" dengan keturunan yang menunjukkan sifat resesif. Dalam kasus biologi keterkaitan alien kita, ini berarti melintasi alien yang berambut ungu dan berkepala bundar (yang, dalam kasus organisme dihibrid, memiliki genotipe PpRr) dengan kemungkinan produk yang paling kecil dari perkawinan semacam itu - kuning alien berambut, berkepala datar (pprr).
Misalkan ini menghasilkan data berikut untuk 1.000 keturunan:
Kunci untuk memecahkan masalah pemetaan keterkaitan adalah untuk mengenali bahwa keturunan yang secara fenotip sama dengan kedua orang tua adalah keturunan rekombinan - dalam hal ini, keturunan berambut ungu, berkepala bundar dan keturunan kuning, berambut datar, berkepala datar. Ini memungkinkan untuk perhitungan frekuensi rekombinasi, yang hanya keturunan rekombinan dibagi dengan total keturunan:
(102 + 98) ÷ (102 + 396 + 404 + 98) = 0.20
Ahli genetika menghitung persentase yang sesuai untuk menetapkan tingkat keterkaitan genetik, yang memiliki satuan "centimorgans," atau cM. Dalam hal ini, nilainya 0,20 kali 100, atau 20%. Semakin tinggi angkanya, semakin erat gen-gen tersebut terhubung secara fisik.